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爆炸与冲击 2024年第7期44卷 186-196页

作者：朱文艳汪泉张军徐小猛方敬贤李雪交安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001 安徽省爆破器材与技术工程实验室安徽淮南232001 安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方精准开采联合研究中心安徽淮南232001

为探究气粉两相混合体系泄爆特性变化规律,以甲烷-硝酸铵为实验介质,利用自行搭建的不锈钢火焰加速管道开展了泄爆口不同静态动作压力(p_(st))的燃爆实验,着重研究了p_(st)对气粉两相燃爆压力、火焰传播速度和泄爆火焰形态的影响规律。p... 详细信息

为探究气粉两相混合体系泄爆特性变化规律,以甲烷-硝酸铵为实验介质,利用自行搭建的不锈钢火焰加速管道开展了泄爆口不同静态动作压力(p_(st))的燃爆实验,着重研究了p_(st)对气粉两相燃爆压力、火焰传播速度和泄爆火焰形态的影响规律。p_(st)由泄爆口阻塞比(θ)和泄爆膜层数(n)决定,θ和n增大的共同作用使p_(st)升高。p_(st)升高将增强管道对气粉和反应产物冲出管外的约束,增大管内流体的黏滞效应,促进管内气粉两相反应,降低未燃气在管外二次爆炸的强度。对爆燃压力进行分析,发现p_(st)从2.97 kPa升高至14.64 kPa时,爆燃压力时程曲线呈含维稳平台的双峰结构。第一压力峰值从5.48 kPa增大至10.20 kPa,维稳时间从6 ms延长至25 ms,第二压力峰值从23.03 kPa减小至9.71 kPa;p_(st)为16.08和24.12 kPa时,破膜前压力多次叠加反射,致使泄爆膜压力时程曲线呈特殊振荡上升的三峰结构。对火焰传播速度进行分析,发现p_(st)升高使火焰的平均传播速度从161.33 m/s降低至67.99 m/s。对泄爆火焰进行分析,发现当n=2时,θ增大将使泄爆火焰结构由簇状转变为射流状;θ=88.9%时,泄爆火焰呈典型的射流状。θ增大和n增大均使火焰亮度逐渐降低,火焰发光区长度减小,破膜至火焰出现时间间隔和火焰持续时间延长。

关键词：泄爆气粉两相静态动作压力爆燃压力火焰形态

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环氧丙烷/空气混合物气-液两相燃爆特性

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含能材料 2023年第7期31卷 699-706页

作者：蒋八运程扬帆李世周钱家祺韦箫薛茹君安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学安徽省爆破器材与技术工程实验室安徽淮南232001 安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001

为了探究环氧丙烷云雾燃爆特性,采用20 L球形液体燃料爆炸测试系统,研究了点火延迟时间和质量浓度对环氧丙烷/空气混合物爆炸特性参数的影响,同时采用高速相机拍摄火焰传播过程,并利用比色测温技术重构了火焰温度场动态云图,探讨了环氧... 详细信息

为了探究环氧丙烷云雾燃爆特性,采用20 L球形液体燃料爆炸测试系统,研究了点火延迟时间和质量浓度对环氧丙烷/空气混合物爆炸特性参数的影响,同时采用高速相机拍摄火焰传播过程,并利用比色测温技术重构了火焰温度场动态云图,探讨了环氧丙烷质量浓度对火焰温度的影响规律。结果表明:随着点火延迟时间的增加,最大爆炸超压和最大超压上升速率均呈先增大后减小的变化趋势,燃烧持续时间与之相反,最佳点火延迟时间为100 ms,此时最大爆炸超压达到最大值0.89 MPa;随着环氧丙烷质量浓度的增加,最大爆炸超压、最大超压上升速率和火焰最大平均温度均先增加后减少,在环氧丙烷质量浓度为498 g·m^(-3)时,最大爆炸超压和最大超压上升速率均最大,分别为1.02 MPa和60.91 MPa·s^(-1),但最大平均温度对应的质量浓度明显比最大爆炸超压低,在质量浓度为415 g·m^(-3)时火焰平均温度峰值达到最大值1937 K。研究成果可为燃料空气炸药爆轰性能优化和毁伤效能评估提供参考。

关键词：环氧丙烷爆炸超压火焰温度比色测温特性实验

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侧向环形切缝装药爆破效应及其在硬岩掏槽中的应用

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含能材料 2023年第12期31卷 1245-1254页

作者：程兵汪泉汪海波程扬帆宗琦王梦想安徽理工大学安徽省爆破器材与技术工程实验室安徽淮南232001 安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001

针对硬岩巷道掏槽效果差的问题,提出了侧向环形切缝装药以提高槽腔内侧的破岩能力,理论分析了该装药的爆破效应,通过模型实验讨论了该装药爆破以后爆炸应变和爆生裂隙的分布特征,并开展现场试验探究了该装药的应用效果。结果显示:侧向... 详细信息

针对硬岩巷道掏槽效果差的问题,提出了侧向环形切缝装药以提高槽腔内侧的破岩能力,理论分析了该装药的爆破效应,通过模型实验讨论了该装药爆破以后爆炸应变和爆生裂隙的分布特征,并开展现场试验探究了该装药的应用效果。结果显示:侧向环形切缝装药在切缝位置会形成聚能效应,促使切缝位置处岩体承受更强爆炸载荷,从而具有更强的裂隙扩展能力。侧向环形切缝管的存在会降低非切缝方向爆炸应变和提高切缝方向爆炸应变,应变分布特征证明了侧向环形切缝装药在切缝方向的聚能现象;并且通过观测宏观裂隙扩展情况,侧向环形切缝装药在切缝方向的裂隙扩展能力得到了明显提高。与常规柱状装药掏槽爆破技术相比,在硬岩巷道采用侧向环形切缝装药掏槽爆破技术可以提高掘进效率和减少掘进成本,结果验证了侧向环形切缝装药在硬岩巷道掏槽爆破中具有良好适用性。

关键词：侧向环形切缝装药硬岩巷道掏槽爆破爆破效应

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高海拔环境下运动装药的爆炸冲击波特性

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火炸药学报 2024年第2期47卷 159-171,I0003页

作者：李瑞杨耀勇汪泉徐小猛洪晓文安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心安徽淮南232001 安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001 安徽理工大学安徽省爆破器材与技术工程实验室安徽淮南232001 内蒙金属材料研究所烟台事业部山东烟台264003

为了研究高海拔环境下运动装药的爆炸冲击波传播特性,利用AUTODYN有限元软件,研究了不同海拔高度及其解耦对应的低温条件和低压条件对运动装药爆炸冲击波超压场的影响规律;建立了预测低温环境和低压环境下运动装药爆炸冲击波超压的理论... 详细信息

为了研究高海拔环境下运动装药的爆炸冲击波传播特性,利用AUTODYN有限元软件,研究了不同海拔高度及其解耦对应的低温条件和低压条件对运动装药爆炸冲击波超压场的影响规律;建立了预测低温环境和低压环境下运动装药爆炸冲击波超压的理论计算模型,并通过试验数据和数值模拟进行了对比验证。结果表明,该计算模型可以有效预测不同低温、低压以及低温和低压耦合的高海拔环境下运动装药的爆炸冲击波超压;海拔高度从0升至10000 m,冲击波超压峰值平均减小35.6%,冲击波作用范围增加62.0%;随着环境温度降低,冲击波超压峰值平均增加0.43%,冲击波作用范围减小11.9%;随着环境压力降低,冲击波超压峰值平均减小36.4%,冲击波作用范围增加83.5%;不同海拔高度下装药运动速度引起的冲击波超压增大系数变化规律与解耦对应的低压条件影响规律基本相似;高海拔环境对运动装药爆炸冲击波的作用范围及超压的影响主要取决于低压条件,低温条件的影响程度较小。

关键词：爆炸力学爆炸冲击波高海拔低温环境低压环境运动装药

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钢混水塔爆破参数的安全校核及数值模拟验证分析

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工程爆破 2025年第1期31卷 74-81页

作者：刘涛李洪伟刘伟梁昊吴延梦黄昕旭储亚坤安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001 安徽省爆破器材与技术工程实验室安徽淮南232001

为实现复杂环境下38 m高配筋率钢混水塔的拆除爆破,充分考虑了水塔筒体直径小、筒壁薄、配筋率高、水塔底部结构复杂且不对称的结构特点,利用水塔原有门洞沿倒塌中心线设计对称卸荷槽、定向窗,爆破切口设计为圆心角230°、切口高度1... 详细信息

为实现复杂环境下38 m高配筋率钢混水塔的拆除爆破,充分考虑了水塔筒体直径小、筒壁薄、配筋率高、水塔底部结构复杂且不对称的结构特点,利用水塔原有门洞沿倒塌中心线设计对称卸荷槽、定向窗,爆破切口设计为圆心角230°、切口高度1.5 m的正梯形切口,运用理论计算和数值模拟相结合的方法对水塔倒塌失稳进行安全校核,结果表明:通过优化的弯矩破坏准则对水塔倒塌失稳进行验算并运用ANSYS/LS-DYNA软件对水塔倒塌进行数值模拟,验证水塔爆破后在塑性角形成前不会发生下坐和后坐,确保了水塔可以顺利倒塌失稳并且定向倾倒,水塔实际倒塌过程与模拟倒塌过程一致,验证了爆破参数的安全性与数值模拟的实用性,可以为同类工程提供一定的参考。

关键词：拆除爆破数值模拟高配筋率钢混水塔倒塌失稳

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负压条件下球形爆炸容器内乳化炸药冲击波参数研究

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火炸药学报 2023年第3期46卷 252-259,I0009页

作者：李孝臣汪泉谢守冬李瑞李萍丰张兵兵陆军伟李志敏常弘毅安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001 宏大爆破工程集团有限责任公司广东广州510000 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽省爆破器材与技术工程实验室安徽淮南232001

为了探究负压条件下乳化炸药冲击波参数,在4m直径可调真空度球形爆炸容器内,开展不同负压和不同药量条件下的乳化炸药内爆实验,获得冲击波的超压时程曲线,重新拟合了乳化炸药在不同负压环境下的峰值超压公式和正压冲量公式。结果表明,... 详细信息

为了探究负压条件下乳化炸药冲击波参数,在4m直径可调真空度球形爆炸容器内,开展不同负压和不同药量条件下的乳化炸药内爆实验,获得冲击波的超压时程曲线,重新拟合了乳化炸药在不同负压环境下的峰值超压公式和正压冲量公式。结果表明,乳化炸药质量每减少50g,峰值超压平均下降27%;环境压力每降低20kPa,峰值超压平均下降8.66%;乳化炸药在不同负压环境下的正压冲量约为单质炸药的81.3%;负压条件下的乳化炸药峰值超压和正压冲量实验值与传统经验公式相比误差均大于10%,而基于常压实验值拟合的公式与不同工况下的实验值误差均小于4%,能够精确预测不同负压环境下乳化炸药的冲击波参数。

关键词：爆炸力学乳化炸药负压环境冲击波峰值超压正压冲量

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当量比对乙炔/空气爆炸特性和火焰速度的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第2期53卷 433-442页

作者：王文涛程扬帆姚雨乐张蓓蓓王中华刘上豪安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001 安徽省爆破器材与技术工程实验室安徽淮南232001

为了获取不同当量比乙炔/空气的爆炸特性和火焰速度,采用20 L球形爆炸装置与高速相机,在常温常压下对当量比为0.60~4.20的乙炔/空气进行爆炸实验,并结合Chemkin对爆炸过程进行计算,将实验结果与Chemkin模拟结果进行对比。根据火焰图像,... 详细信息

为了获取不同当量比乙炔/空气的爆炸特性和火焰速度,采用20 L球形爆炸装置与高速相机,在常温常压下对当量比为0.60~4.20的乙炔/空气进行爆炸实验,并结合Chemkin对爆炸过程进行计算,将实验结果与Chemkin模拟结果进行对比。根据火焰图像,计算光滑火焰阶段不同当量比下乙炔/空气火焰传播速度和层流燃烧速度。研究结果表明:随着乙炔/空气当量比增大,峰值爆炸压力和爆燃温度呈现先增大后减小的趋势,当乙炔/空气当量比为1.32时,达到最大爆炸压力为0.84 MPa;模拟得到的最大爆燃温度为2 685.48 K;随着乙炔/空气当量比增加,火焰传播速度先增大后减小,最大传播速度和层流燃烧速度分别为1 011.16 cm/s和135.40 cm/s。实验结果与Chemkin模拟结果吻合度较高。

关键词：乙炔当量比爆炸压力火焰传播 Chemkin

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TiH2粉尘火焰传播速度及温度分布的高速二维测量

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兵工学报 2023年第4期44卷 1181-1192页

作者：程扬帆王中华胡芳芳张蓓蓓夏煜沈兆武安徽理工大学深部煤矿开采响应与灾害防治国家重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学安徽省爆破器材与技术工程实验室安徽淮南232001 中国科学技术大学工程科学学院安徽合肥230027

为探究储氢合金TiH2在温压弹中应用的可行性,利用开放式和半开放式哈特曼管,分别模拟温压弹在空中和地下坑道内的爆炸过程,并利用基于比色测温和轮廓检测技术的高速二维测量平台,研究不同浓度TiH_(2)粉尘云火焰特征参数及其影响因素。... 详细信息

为探究储氢合金TiH2在温压弹中应用的可行性,利用开放式和半开放式哈特曼管,分别模拟温压弹在空中和地下坑道内的爆炸过程,并利用基于比色测温和轮廓检测技术的高速二维测量平台,研究不同浓度TiH_(2)粉尘云火焰特征参数及其影响因素。实验结果表明:在开放空间内,TiH_(2)粉尘火焰温度在2150~2400 K范围内,随着粉尘浓度的增加,火焰温度呈下降趋势,其初期火焰传播速度和加速度受粉尘浓度影响不大,后期随浓度的增加而增加;在管道受限空间内,不同浓度TiH_(2)粉尘云稳定燃烧的温度都在2430 K左右,粉尘浓度越大、火焰传播到顶部所需时间越短,管道内粉尘的稳定火焰温度较开放空间内的高50~210 K,其火焰传播速度是开放空间内的6~15倍。与传统爆炸测试手段相比,比色测温方法可以准确重构某区域的瞬态温度分布云图,轮廓检测技术可以实现火焰前锋面速度和加速度的精确测量,从而为温压弹的配方设计和毁伤效能鉴定提供了一种新的技术手段。

关键词：温压弹轮廓检测火焰速度比色测温储氢材料

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纳米铝热剂与猛炸药制备起爆药的表征及性能研究

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爆破器材 2024年第1期53卷 23-29,35页

作者：杨耀勇汪泉李瑞徐小猛安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001 安徽理工大学安徽省爆破器材与技术工程实验室安徽淮南232001 安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心安徽淮南232001

为了探究纳米铝热剂-猛炸药混合物代替起爆药的可能性,以纳米铝、纳米Bi_(2)O_(3)、工业级太安(PETN)和黑索今(RDX)为原料,通过物理混合法制备了Al/Bi_(2)O_(3)-PETN和Al/Bi_(2)O_(3)-RDX。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)... 详细信息

为了探究纳米铝热剂-猛炸药混合物代替起爆药的可能性,以纳米铝、纳米Bi_(2)O_(3)、工业级太安(PETN)和黑索今(RDX)为原料,通过物理混合法制备了Al/Bi_(2)O_(3)-PETN和Al/Bi_(2)O_(3)-RDX。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、热分析仪、敞开环境燃烧实验等方法对制备的Al/Bi_(2)O_(3)-PETN、Al/Bi_(2)O_(3)-RDX 2种样品进行表征和性能测试。结果表明:物理混合法制备的2种样品的形貌规整,Al/Bi_(2)O_(3)对PETN和RDX 2种猛炸药的包覆效果较好,且反应过程中生成大量的气态产物。Al/Bi_(2)O_(3)-PETN的热稳定性比Al/Bi_(2)O_(3)-RDX低,且静电感度均低于叠氮化铅和斯蒂芬酸铅。分别取2种样品81 mg装填于8#雷管中,通过铅板穿孔实验发现,2组样品均可使5 mm厚的铅板穿孔。根据5 mm的铅板穿孔直径判断,Al/Bi_(2)O_(3)-RDX起爆能力优于Al/Bi_(2)O_(3)-PETN。

关键词： Al/Bi_(2)O_(3)-PETN Al/Bi_(2)O_(3)-RDX 物理混合法起爆药

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爆轰法制备的纳米La_(2)O_(3)的表征与性能

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高压物理学报 2023年第4期37卷 24-33页

作者：朱群龙汪泉汪旭光李瑞涂唱畅杨锐朱文艳安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001 安徽省爆破器材与技术工程实验室安徽淮南232001 北京矿冶研究总院北京102628

针对目前La_(2)O_(3)制备存在纯度低、烧结性差、分子间隙大等问题,发展纳米La_(2)O_(3)的新型制备方法显得尤为重要。以La(NO_(3))3·6H2O作为镧源加入乳化炸药中,通过乳化炸药爆轰反应为La_(2)O_(3)的合成提供高温高压条件,采用... 详细信息

针对目前La_(2)O_(3)制备存在纯度低、烧结性差、分子间隙大等问题,发展纳米La_(2)O_(3)的新型制备方法显得尤为重要。以La(NO_(3))3·6H2O作为镧源加入乳化炸药中,通过乳化炸药爆轰反应为La_(2)O_(3)的合成提供高温高压条件,采用爆轰法在0.5 kg TNT当量真空爆炸容器内制备稀土纳米La_(2)O_(3)粉末。爆轰产物提纯、煅烧后,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱进行产物的物相、形貌、成分表征,采用紫外-可见光光谱、氮气吸附-脱附等温线、CO_(2)-程序升温脱附和O_(2)-程序升温脱附进行性能测定,结果表明:煅烧温度对La_(2)O_(3)粉体的结晶生长具有显著影响;在煅烧温度为800℃、煅烧时间为3 h的条件下成功制备出吸收紫外光、纯净且分散性较好的纳米La_(2)O_(3)粉末,其粒径在50~175 nm区间,晶体结构为六方晶系;纳米La_(2)O_(3)的比表面积为17.46 m2/g,孔道有序性较好,且孔径分布集中,具有较好的酸性气体吸附能力和氧迁移性能。爆轰法应用于纳米La_(2)O_(3)粉末制备,为纳米La_(2)O_(3)的工业化制备提供了一种新的参考方法。

关键词：乳化炸药爆轰法稀土纳米La_(2)O_(3) 吸附

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